UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ
INSTITUTO DE GEOCIÊNCIAS
FACULDADE DE GEOLOGIA
TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO
PETROGRAFIA DE MINERAIS COM O HÁBITO DE
ASBESTO NA PORÇÃO OESTE DA ZONA DE
CISALHAMENTO PATOS, REGIÃO DE VÁRZEA ALEGRE,
CEARÁ
Trabalho de conclusão de curso apresentado por:
FELIPE ANDERSON DOS SANTOS PROFETA
Orientador: Prof
a. D.Sc Rosemery da Silva Nascimento (UFPA)
BELÉM - PA
2019
Dados Internacionais de Catalogação na Publicação (CIP) de acordo com ISBD Sistema de Bibliotecas da Universidade Federal do Pará
Gerada automaticamente pelo módulo Ficat, mediante os dados fornecidos pelo(a) autor(a)
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P962p Profeta, Felipe Anderson dos Santos
Petrografia de minerais com o hábito de asbesto na porção oeste da Zona de Cisalhamento Patos, região de Várzea Alegre, Ceará / Felipe Anderson dos Santos Profeta. – 2019.
xvi, 51 f. : il. color.
Orientador(a): Prof. Dr. Candido Augusto Veloso Moura. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação) – Faculdade de Geologia, Instituto de Geociências, Universidade Federal do Pará. Belém, 2019.
1. Asbesto. 2. Hábito Fibroso. 3. Zona de Cisalhamento Patos. 4. Retrometamorfismo. 5. Pseudomorfismo. I. Título.
CDD 552 ____________________________________________________________
Universidade Federal do Pará
Instituto de Geociências
Faculdade de Geologia
PETROGRAFIA DE MINERAIS COM O HÁBITO DE
ASBESTO NA PORÇÃO OESTE DA ZONA DE
CISALHAMENTO PATOS, REGIÃO DE VÁRZEA ALEGRE,
CEARÁ
TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO APRESENTADO POR:
FELIPE ANDERSON DOS SANTOS PROFETA
Como requisito à obtenção do Grau de Bacharel em Geologia
Data de Aprovação: 03 / 12 / 2019
DEDICATÓRIA
Aos meus familiares, em especial à minha mãe, que não mediram esforços para que eu chegasse até esta etapa de minha vida.
AGRADECIMENTOS
Não há nenhuma luta que não seja devidamente recompensada. Como dizem os clássicos e sábios ditados “Aquilo que não mata, nos fortalece” e para o fortalecimento é necessário aproveitar cada oportunidade que a vida nos oferece, buscando sempre manter o equilíbrio satisfatório entre o necessário e o essencial.
O meu maior agradecimento é ter concluído esta graduação com o respeito e a admiração dos meus amigos e professores, sentimentos os quais eu sempre prezei nas minhas relações interpessoais, a fim de tornar o mundo na medida do possível um lugar convivível.
Em primeiro lugar agradeço a Universidade Federal do Pará e a Faculdade de Geologia por me acolherem na realização deste trabalho. Essas instituições tornaram possível a viagem de campo necessária para o estudo, assim como a disponibilização dos equipamentos e laboratórios do Instituto de Geociências. Outros incentivos também condizem a parceria e o financiamento da bolsa de estudos ofertados pelo Programa de Educação Tutorial (PET), coordenado pela tutora Profª. D.Sc Rosemery Nascimento.
Aos Laboratório de Laminação, agradeço a chefia Joelma Lobo e ao auxiliar técnico Bruno Fernandes pela paciência e a responsabilidade na confecção das lâminas delgadas e polidas.
Ao Laboratório de Petrografia, coordenado pela Profª. MSc Vânia Barriga, agradeço a disponibilidade integral para a descrição petrográfica das amostras.
Ao Laboratório de Difração de Raios X, coordenado pelos Profs. D.Sc Rômulo e Simone, agradeço pelas amostras analisadas e interpretadas com o auxílio também do banco de dados, exclusivo ao laboratório.
Ao Laboratório de Microanálises Químicas, coordenado pelo Prof. D.Sc Claúdio Nery Lamarão e as auxiliares técnicas Ana Paula e Gisele, pelas análises obtidas em MEV-EDS.
Ao Laboratório do Museu de Geociências, coordenado pelo Prof. D.Sc Marcondes Costa, por ter cedido as análises preliminares em MEV-EDS.
Todos esses esforços estão não seriam possíveis se não houvesse ao meu lado pessoas que apoiam e me amam. Por isso, eu quero agradecer imensamente à minha família por ter me ensinado os princípios éticos e morais que fazem parte do que sou. Aos professores que me proporcionaram o conhecimento e a maturidade científica que gradualmente são desenvolvidos cada vez mais por meio da pesquisa, e com certeza será fortalecida na trajetória profissional até o dia de se aposentar. Aos amigos que fizeram parte da minha trajetória acadêmica, onde construí amizades para o resto da vida.
Especialmente, eu gostaria de agradecer à minha mãe Katia, que sempre me criou e me apoiou em tudo o que estava ao seu alcance e mais um pouco. Às minhas avós Lucidalva e Telma, que são exemplos de matriarcas da família. Às minhas amadas tias, Lucicléia e Lucivalda, que sempre contribuíram em minha vida. Ao meu pai que têm contribuição no meu êxito acadêmico pelos incentivos e conselhos que sempre me ofereceu. Aos meus tios, avôs, irmãos e primos que sempre estiveram presentes comigo.
Em relação aos meus professores, gostaria de agradecer a minha tutora e orientadora, Profª. D.Sc Rosemery, pela orientação como estudante vinculado ao Programa de Educação Tutorial – PET Geologia desde o 4º semestre. Por do programa, realizei uma aproximação com os Profs. MSc Vânia Barriga e Ronaldo Lemos que são os responsáveis pelo meu êxito e afinidade na área de mineralogia e petrologia.
Aos meus amigos, deixando claro que não há uma ordem de prioridade nesse agradecimento, agradeço especialmente a minha querida amiga Thays, que foi minha companheira fiel desde a disciplina desde os primórdios da graduação. Às minhas equipes dos mapeamentos geológicos I e II que também fizeram parte das minhas grandes experiências acadêmicas, contribuindo com ensinamentos de trabalho em equipe que levarei para a vida profissional. Ao grande monitor Alan que sempre me incentivou no decorrer do curso. À minha querida Dani que cedeu amostra para o desenvolvimento de alguns resultados, além de fazer parte do nosso grupo firmado na sala da Profª. MSc Vânia, junto com Sâmia, Nayra, Cristo, Alan e a querida Profª. D.Sc Andreia Cardoso. Ao grupo de formatura pela parceria, esforço e dedicação na promoção da festa que ficará guardada para sempre em minha memória.
Não poderiam faltar nos meus agradecimentos, o meu namorado, que apesar de estarmos juntos a pouco tempo tenho todo o seu apoio. E por fim, obrigado às pessoas que mesmo de longe contribuíram com parte da formação do que sou hoje.
EPÍGRAFE
“Na natureza nada se cria, nada se perde, tudo se transforma” (Antoine Lavoisier).
RESUMO
No domínio geológico da Zona de Cisalhamento Patos existem várias ocorrências de minerais com o hábito de asbesto, hospedados em rochas de composição metaultramáfica. Na região de Várzea Alegre, Granjeiro e Mangabeira os asbestos presentes nas associações de litotipos do Complexo Granjeiro eram explorados de maneira rudimentar por garimpeiros que visavam o desempenho das propriedades físico-químicas deste hábito cristalino em atividades comerciais, com destaque para a fabricação de telhas de amianto. A crescente tendência em nível global de proibição da comercialização de amianto provocou a desvalorização do material e o consequente abandono destes garimpos. Petrograficamente o hábito fibroso ou de asbesto fornece informações importantes dos processos geológicos que atuaram nesta região, caracterizada pelo metamorfismo de alta temperatura que atingiu a migmatização das rochas, pois são regulados no decorrer dos estágios termodinâmicos do metamorfismo em conjunto com a mobilidade dos fluidos hidrotermais que interagem com antofilita, tremolita e fibrolita. As análises petrográficas, de microscopia eletrônica acoplada com espectroscopia por energia dispersiva (MEV-EDS) e de difração de raios X (DRX) das associações mineralógicas presentes em litotipos aflorantes, incluindo rochas cálcio-silicáticas e metapelíticas, definem as condições e os processos ocasionados na estabilização dos minerais inerentes a zona de cisalhamento e à implantação do arranjo de Duplex transpressivo de Lavras da Mangabeira. Os litotipos foram metamorfisados em fácies anfibolito alto a granulito, na faixa de temperatura apical em torno de 650-750 °C. As associações petrogenéticas indicam que as rochas foram acomodadas em níveis crustais distintos e, por isso, exibem associações minerais de pressões baixas (± 250-350 MPa), médias (± 400-600 MPa) e altas (± 700-800 MPa). A percolação de fluidos secundários, succionados para zonas de baixa pressão por meio da descompressão exercida durante a exumação das rochas, é favorecida a partir dos planos de falhas e de cavalgamentos e realizam as transformações retrógradas do metamorfismo. No retrometamorfismo há a desestabilização de minerais de média e alta pressão, a formação de porfiroblastos de minerais agregados por sucção da matriz, além dos padrões de fraturamentos preenchidos com hidrominerais. Na interação com fluidos secundários são geradas neoblasteses, texturas de substituição e os processos de pseudomorfismo, classificados na talcificação, muscovitização ou epidotização das associações.
Palavras-chave: Asbesto. Hábito Fibroso. Zona de Cisalhamento Patos. Retrometamorfismo. Pseudomorfismo.
ABSTRACT
In the geological domain of the Patos Shear Zone there are several occurrences of asbestiform minerals, hosted in rocks with metaultramographic composition. In the region of Várzea Alegre, Granjeiro and Mangabeira the asbestos found in the lithotypes of the Granjeiro Complex were rudimentary exploited by prospectors who aimed at the performance of the physicochemical properties of this crystalline habit in commercial activities, especially the manufacture of asbestos tiles. The growing global trend of banning asbestos marketing has led to the devaluation of the material and the consequent abandonment of these mines. In the petrographic study, the fibrous or asbestos habit provides important information of the geological processes that acted in this region, characterized by the high temperature metamorphism that reached the partial melt of the rocks. Fibrous habit are regulated in the thermodynamic process of metamorphism in conjunction with the mobility of hydrothermal fluids interacting with antophyllite, tremolite and fibrolite. The petrographic, scanning electron microscopy coupled with energy dispersive X-ray (SEM-EDX) and X-ray diffraction (XRD) analyzes of the mineralogical associations present in outcrop lithotypes, including calcium-silicate and metapellitic rocks, define the conditions and processes caused in the stabilization of the minerals inherent in the shear zone and the deployment of the transpressive Duplex of Lavras da Mangabeira arrangement. The lithotypes were metamorphosed into high amphibolite and granulite facies, in the apical temperature range around 650-750 ° C. The petrogenetic associations indicate that the rocks were accommodated at different crustal levels and, therefore, exhibit mineral associations of low (± 250-350 MPa), medium (± 400-600 MPa) and high pressures (± 700-800 MPa). The percolation of secondary fluids, suctioned to low pressure zones through decompression exerted during the rock exhumation, is favored from the fault and horseback planes and performs the retrograde transformations of metamorphism. In retrometamorphism there is a destabilization of medium and high pressure minerals, the formation of porphyroblasts of mineral aggregates by matrix suction, and fracturing patterns filled with hydrominerals. In the interaction with secondary fluids, neoblastesis, replacement textures and pseudomorphism processes are generated, classified in the talcification, muscovitization or epidotization of the associations.
Key-words: Asbestos. Fibrous Habit. Patos Shear Zone. Retrometamorphism. Pseudomorphism.
LISTA DE ILUSTRAÇÕES
Figura 1 - Mapa de localização da área de estudo, com destaque para os pontos estudados, concentrados na porção leste da região de Várzea Alegre, nas proximidades de Granjeiro e Mangabeira. As principais vias de acessos consistem em rodovias federais e estaduais, além de caminhos e estradas não pavimentadas não identificadas no mapa. ... 3 Figura 2 - Compartimentação tectônica da porção setentrional da Província Borborema, com
destaque para os domínios estruturais Médio Coreaú (DMC), Ceará Central (DCC) e Rio Grande do Norte (DRGN). O retângulo sobre a Zona de Cisalhamento Patos (ZCP) destaca a região de estudo, no limite sul do domínio Rio Grande do Norte (RGN), onde afloram as rochas do Complexo Granjeiro (CG). (Legendas: MSJC, Maciço São José Campestre; MTPE, Maciço Tróia-Pedra Branca, LT, Lineamento Transbrasiliano; LSP, Lineamento Senador Pompeu. Fonte: Ancelmi (2013)... 8 Figura 3 - Grade petrogenética para rochas metaultramáficas, com ênfase no alcance de
estabilidade da antofilita (Ath) introduzida pelas reações dos pontos 5, 6 e 7, principalmente pela reação de desidratação do talco (Tlc). Abaixo do ponto 6, a antofilita tem o campo de estabilidade reduzido, em desequilíbrio com forsterita (Fo) e enstatita (En). Entre os pontos 6 e 7, a antofilita tem o campo de estabilidade ampliado, onde talco pode estar presente. Já acima do ponto 7, a antofilita fica estável na presença de quartzo (Qtz) a partir da reação de desidratação do talco. De acordo com esta grade petrogenética, a tremolita (Tr) corresponde ao anfibólio preferencialmente formado em condições de pressões média a alta, introduzida pela reação do ponto 3 e com o campo de estabilidade até o ponto 10. Fonte: Winter (2014). ... 13 Figura 4 - Condições de Pressão e Temperatura para a formação de granitos e migmatitos em
terrenos de baixa e média pressão. Nesta grade petrogenética de metapelitos, a curva da reação de quebra da muscovita (Ms) apresenta sobreposição com o campo de anatexia. Em graus metamórfico maiores, a curva da reação de quebra da biotita (Bt) passa a ter um papel importante na anatexia de rochas metapelíticas, contribuindo com a blastese de aluminossilicatos (Curva Bt1) e de ortopiroxênio (Curva Bt2). Fonte: Brucher & Grapes (2011). ... 15
Figura 5 - A) Amostra de mão PVA18-33 caracterizada por uma xistosidade bem marcada, de granulação média e com aspectos sigmoidais. B) Aspecto geral da textura fibroblástica, marcada pela orientação das fibras de tremolita. C) Cristaloblastos prismáticos de tremolita (Tr) com terminações fibrosas, onde talco e clorita estão intersticiais. D) Fibras de tremolita substituídas por talco (Tlc), com a geração de talco fibroacircular (Seta amarela) ou formando franjas em tremolita. E) Clorita (Chl) preenchendo microfraturas da rocha. ... 17 Figura 6 - A) Aspecto asbestiforme em litotipo talcificado, cuja associação composta por
talco, clorita e minerais da série da tremolita testemunham o processo de talcificação sobre o litotipo tremolita xisto em estágio de asbestificação avançada. B) Aspecto microscópico do litotipo talcificado, composto por diminutos cristaloblastos de talco fibroso, com orientação fibroblástica ou fibroradial (círculo amarelo), associado a clorita e actinolita... 18 Figura 7 - A) Amostra de mão ZCP-05 caracterizada por uma xistosidade incipiente, de
granulação grossa, e com porções intemperizadas de cor ocre ou alaranjado. B) Aspecto geral da textura nematoblástica, com destaque para a orientação preferencial de antofilita. C) Cristaloblasto de antofilita (Ath) com a extinção reta sendo transposta por tremolita (Tr). D) Cristaloblasto lamelar de talco (Tlc) em fase mineralógica acessória. ... 19 Figura 8 - Ocorrência de asbestos em garimpo desativado nas proximidades da cidade de
Granjeiro. A) Escavação do garimpo recoberto pela vegetação, sob condições de intenso intemperismo, com a obliteração quase total do afloramento. B) Asbesto antofilítico sob boas condições de preservação e com o aspecto de recristalização em veios. C) As ocorrências de serpentinito associado aos asbestos fornecem informações da rocha encaixante de composição metaultramáfica ainda preservada. D) Lente de antofilita asbesto destacada de rochas metaultramáficas intensamente alteradas, com fibras que medem até 35 cm. E) Antofilita asbesto com o padrão de recristalização em vênulas, com o crescimento perpendicular à parede de fraturamento. ... 21 Figura 9 - Ocorrência de asbesto em garimpo desativado nas proximidades do distrito de
Mangabeira. A) Escavação do garimpo recoberto pela vegetação, sob más condições de preservação. As rochas aflorantes em processo de intemperismo ressaltam o contato marcado pela forma acamadada. B) Asbesto talcificado sob boas condições de preservação e com o aspecto de recristalização em camada,
concordante com a orientação de cisalhamento, em NE-SW. C) A poucos metros do asbesto afloram gnaisses miloníticos que podem estar relacionados com o processo de asbestificação. ... 22 Figura 10 - A) Amostra de mão ZCP-01 com o aspecto asbestiforme, composto por massas
fibrosas de antofilita, de coloração ocre devido a atuação do intemperismo. B) Aspecto microscópico da textura fibroblástica ou asbestiforme, constituída por fibras de antofilita (Ath) orientadas paralelamente entre si em associação com talco (Tlc). C) Aspecto asbestiforme in situ aflorante em garimpo de onde coletou-se a amostra ZCP-02, composta por cristaloblastos de talco fibroacirculares predominantemente, a lamelar. D) Cristaloblasto prismático de antofilita (Ath) imerso em uma matriz talcificada. ... 23 Figura 11 - A) Amostra de mão PVA18-35, caracterizada pelos bandamentos de granulação
média, com bandas quartzofeldspáticas alternadas com bandas compostas por granada (Grt) e muscovita (Ms). A rocha exibe a coloração branca ressaltada pela presença da albita (Ab). B) Aspecto geral das texturas heteroblástica e porfiroblástica, com porfiroblastos de muscovita, de hábito lamelar, com bordas corroídas e intrecrescidas com quartzo e feldspato. C) Albita com o maclamento carlsbad e o intercrescimento antipertítico (círculo amarelo), onde observa-se cristaloblastos de muscovita desenvolvidos na fase potássica. D) Cristaloblastos fibroacirculares a fibroradiais (círculo vermelho) de muscovita pseudomórfica de fibrolita. E) Granada com bordas corroídas e cristaloblastos residuais de biotita (Bt) inclusa e F) Cristaloblasto de granada com borda coronítica de muscovita. . 25 Figura 12 - A) Amostra de mão PVA18-57, caracterizada pelos bandamentos de granulação
média, com bandas compostas por minerais micáceos (Biotita – Bt, muscovita – Ms e clorita - Chl) alternadas com bandas compostas por cordierita (Cdr) e andaluzita (And), predominantemente. B) Cristaloblastos de biotitas orientados, com destaque para o círculo amarelo onde sillimanita (Sil) fibrolítica bordeja a mica. C) Crescimento de clorita sobre muscovita e com inclusões de seções quadradas de andaluzita. D) Seções retangulares de andaluzita associada a cordierita, clorita e muscovita. E) Porfiroblasto de cordierita rotacionado e contornado pela foliação micácea. F) Agregados de muscovita pseudomórfica de fibrolita. ... 27 Figura 13 - A) Amostra de mão PVA18-56, caracterizada pelos bandamentos de granulação
bandas quartzofeldspáticas. B) Aspecto geral da textura heteronematoblástica, predominante na rocha. C) Cristaloblastos de escapolita coroados por plagioclásio, que ocasionalmente migra para as porções leucocráticas e reagem com o microclínio, gerando os intercrescimentos mimerquíticos. D) Intercrescimento simplectítico entre microclínio e epídoto vermicular. E) Bandamento metamórfico composto pela orientação de granada, diopsídio e escapolita. Esta última escontra-se argilisada. F) Substituição pseudomórfica de epídoto em granada, o qual se desenvolve incluindo a granada e o plagioclásio. Notar o intercrescimento simplectítico com o microclínio, evidenciando a epidotização da rocha. ... 29 Figura 14 - Imagens obtidas por microscópio eletrônico de varredura, com análises químicas
pontuais por EDS em destaque pelo símbolo “+”, enumerado em vermelho. A) Análise em tremolita (Tr) da amostra PVA18-33, de composição química enriquecida Mg e Fe subordinado. As análises do núcleo e borda (exemplos +8 e +5) demostram enriquecimentos em Fe acompanhados pelas perdas de Ca e Mg em direção às bordas. Alguns cristaloblastos de tremolita estão bordejados por minerais de composição Fe-cromita (Crm). São observados microveios, com aspectos brechiformes, preenchidos por Mg-clorita (Chl), ilmenita (Ilm) e apatita (Ap). B) Tremolita associada com ilmenita e Mg-clorita intersticiais. Nas microsfraturas Mg-clorita inclui fragmentos de tremolita (Círculo amarelo). ... 32 Figura 15 - Imagens obtidas por microscópio eletrônico de varredura, com análises químicas
pontuais por EDS em destaque pelo símbolo “+”, enumerado em vermelho. A) Análise em antofilita (Ath) da amostra ZCP-05, de hábito prismático, obtendo que se trata de uma variedade pobre em Al e Fe. B) Análise em antofilita (Ath) da amostra ZCP-01, de hábito de asbesto, associada ao talco (Tlc). Consta-se a composição química semelhante das variedades asbestiforme e não-asbestiforme, o que reforça um rearranjo no hábito cristalino durante o processo de asbestificação sem grandes mudanças na composição química. ... 33 Figura 16 - Imagens obtidas por microscópio eletrônico de varredura, com análises químicas
pontuais por EDS em destaque pelo símbolo “+”, enumerado em vermelho. A) Análises do núcleo e borda em granada da amostra PVA18-35 onde há o predomínio da composição de almandina (Alm), com perda de Fe em direção às bordas, possivelmente transfererido para coroas de muscovita (Ms). B) Análises do núcleo e borda em granada da amostra PVA18-56, onde há o predomínio da
composição de grossulária (Grs), com perda de Ca e Fe em direção às bordas, onde se desenvolve epídoto (Ep). ... 34 Figura 17 - Imagens obtidas por microscópio eletrônico de varredura, com análises químicas
pontuais por EDS em destaque pelo símbolo “+”, enumerado em vermelho. A) Análises em albita (Ab) da amostra PVA18-35 associado com granada almandina (Alm) e muscovita (Ms). As lamelas de muscovita presentes em albita indicam a possível reação de reestabilização das fases sódicas e potássicas, relacionada com a albitização do feldspato. B) Análises em plagioclásio (Pl) labradorítico (An50-53) que formam coroas em escapolita meionítica (Mei) da amostra PVA18-56. ... 35 Figura 18 - Difratograma da Amostra ZCP-05, com picos de cristalinidade indicando a
presença de antofilita (Ath), quartzo (Qtz), clorita (Chl), talco (Tlc) e actinolita (Act). ... 36 Figura 19 - Difratograma da amostra ZCP-01, cujos picos de cristalinidade indicam somente a
presença de antofilita (Ath). ... 37 Figura 20 - Difratograma da Amostra PVA18-35, com picos de cristalinidade indicando a
presença da albita de alta temperatura (Ab), muscovita (Ms), quartzo (Qtz), microclínio (Mc) e granada (Grt). ... 38 Figura 21 - Difratograma da Amostra PVA18-57, com picos de cristalinidade indicando a
presença de biotita (Bt), muscovita (Ms), clorita (Chl), cordierita (Crd) e quartzo (Qtz). ... 39
SUMÁRIO DEDICATÓRIA ... iv AGRADECIMENTOS ... v EPÍGRAFE... vii RESUMO ...viii ABSTRACT ... ix LISTA DE ILUSTRAÇÕES ... x 1 INTRODUÇÃO ... 1 1.1 APRESENTAÇÃO ... 1 1.2 ABORDAGEM TEMÁTICA ... 1 1.3 LOCALIZAÇÃO E ACESSO ... 2 1.4 JUSTIFICATIVA E OBJETIVOS ... 3 1.5 MATERIAIS E MÉTODOS ... 4 1.5.1 Levantamento bibliográfico ... 4 1.5.2 Petrografia ... 4
1.5.3 Microscópio eletrônico de varredura acoplado com espectroscopia por energia dispersiva - MEV-EDS ... 5
1.5.4 Difração de Raios X - DRX ... 5
2 CONTEXTO GEOLÓGICO REGIONAL ... 7
2.1 ASPECTOS GERAIS ... 7
2.2 DOMÍNIO RIO GRANDE DO NORTE ... 7
2.3 ZONA DE CISALHAMENTO PATOS... 8
2.4 TERRENO GRANJEIRO... 9
2.5 COMPLEXO GRANJEIRO ... 9
2.6 OCORRÊNCIAS DE ASBESTOS NA REGIÃO ... 10
3 REVISÃO CONCEITUAL E PETROGENÉTICA ... 11
3.1 OS HÁBITOS FIBROSO E DE ASBESTO ... 11
3.1.1 Antofilita ... 12
3.1.2 Tremolita ... 13
3.1.3 Sillimanita - Fibrolita ... 14
4 RESULTADOS ... 16
4.1 ANÁLISES PETROGRÁFICAS ... 16
4.1.1 Amostras de rochas metaultramáficas ... 16
4.1.1.2 Antofilita xisto ... 19
4.1.1.3 Antofilita asbesto ... 20
4.1.2 Amostras de rochas metapelíticas ... 23
4.1.2.1 Granada-albita gnaisse ... 23
4.1.2.2 Sillimanita-andaluzita-cordierita-biotita gnaisse ... 25
4.1.3 Amostra de rocha cálcio-silicática... 27
4.1.3.1 Granada-diopsídio-escapolita gnaisse ... 27
4.2 MICROSCÓPIO ELETRÔNICO DE VARREDURA - MEV ... 29
4.3 DIFRAÇÃO DE RAIOS X - DRX ... 36
5 DISCUSSÕES ... 39
5.1 INTERPRETAÇÕES E ESTIMATIVAS DAS CONDIÇÕES DO METAMORFISMO PROGRESSIVO ... 39
5.2 INTERPRETAÇÕES E ESTIMATIVAS DAS CONDIÇÕES DO METAMORFISMO REGRESSIVO... 42
6 CONCLUSÕES ... 45
1 INTRODUÇÃO 1.1 APRESENTAÇÃO
O presente documento trata dos estudos de minerais com o hábito fiboroso ou de asbesto, oriundos das ocorrências de minerais asbestiformes relatadas por alunos da disciplina de Mapeamento Geológico II, ofertada pela Faculdade de Geologia (FAGEO) ao curso de graduação em Geologia da Universidade Federal do Pará (UFPA). Os relatórios e trabalhos de mapeamento passados descrevem a presença de asbesto antofilítico na região de Várzea Alegre onde foram coletadas as amostras, disponibilizadas com as suas respectivas coordenadas, para o acervo do Projeto Várzea Alegre (PVA) da FAGEO. Outras informações sobre os asbestos estão contidas na listagem de ocorrência mineral do Programa de Levantamentos Geológicos Básicos do Brasil, com destaque para o Projeto Jaguaribe, do Serviço Geológico do Brasil (CPRM). Ainda assim, no mapeamento geológico ofertado durante o ano de 2018 do Projeto Várzea Alegre (PVA18) foram realizadas novas coletas e informações que avançam no entendimento metamórfico e do contexto geotectônico da Zona de Cisalhamento Patos, ressaltando que as amostras iniciadas com a sigla PVA18 foram obtidas do trabalho realizado pela equipe II, deste projeto.
1.2 ABORDAGEM TEMÁTICA
O hábito cristalino é a forma ou o conjunto de formas em que um mineral se apresenta na natureza (Nardy et al. 2009, Klein & Dutrow 2012). Essa propriedade mineralógica pode ser diagnóstica na caracterização de alguns minerais e sugestiva dos processos geológicos que levaram a sua formação. Especialmente, o hábito fibroso é utilizado para classificar um agregado de fibras muito finas, que podem variar de fibras milimétricas, centimétricas até grandes massas fibrosas de um mesmo mineral. Quando um mineral apresenta o hábito fibroso bem desenvolvido e com boas propriedades físico-químicas, ele pode ser classificado como asbesto ou amianto (Zoltai 1981), termos clássicos utilizados para classificar minerais fibrocomerciais. Minerais asbestiformes são bons isolantes térmicos, com alta resistência mecânica e química, com alta durabilidade e flexibilidade (Janela & Pereira 2016, Oliveira 1996). Historicamente, a abundância na natureza e o baixo custo de extração permitiram a comercialização e a difusão dos asbestos no ramo industrial (Filho & Linares 2009).
A utilização de asbestos na fabricação de materiais de fibrocimento, entretanto, se tornou uma polêmica desde quando esse conjunto de minerais passou a ser objeto de estudos por estar relacionado com doenças, a partir da primeira guerra mundial (Scliar 1998). Desde então, foram realizados estudos científicos voltados para as áreas das ciências sociais,
biológicas, econômicas e políticas os quais chegaram à conclusão de que a respiração da poeira oriunda do processo de beneficiamento dos asbestos, durante a exploração, provoca efeitos nocivos na saúde das pessoas que trabalham nas minas e da sociedade afetada pela dispersão das poeiras. A comprovação de que essa poeira apresenta potencial carcinogênico implicou na proibição da comercialização desses minerais em mais de 70 países, inclusive no Brasil (ABREA 2018).
A comercialização de amianto das variedades de anfibólios está proibida no país desde 1995, pela lei federal 9.055/1995, que permitia somente o uso controlado de amianto branco, do grupo das serpentinas. Em novembro de 2017, o Supremo Tribunal Federal determinou a proibição total da comercialização de amianto de qualquer tipo em todo o país, alegando que não há níveis seguros para o uso do amianto (Casado 2017).
Na região de estudo, Vasconcelos (2000) caracteriza 17 ocorrências de amianto, apesar de que a importância desse bem mineral reside muito mais no aspecto científico, desprovido de qualquer interesse econômico. Sabe-se que no passado os jazimentos desse recurso mineral promoviam uma fonte local de renda, com a exploração voltada, de acordo com moradores locais, para a fabricação de telhas de amianto. O processo de garimpagem a céu aberto pelo qual extraiam o material foi abandonado depois da tendência global de proibição e consequente desvalorização do amianto, restando escavações que obliteram e dificultam a observação do material in situ. Essa dificuldade é potencializada pelo grau de intemperismo em que se encontra as rochas encaixantes metaultramáficas.
Apesar de sua comercialização proibida devido a legislação vigente, no campo do estudo petrográfico os minerais de hábito fibroso e sobretudo os minerais asbestiformes podem fornecer informações petrológicas importantes dos processos geológicos que atuaram na porção oeste da Zona de Cisalhamento Patos (ZCP), onde as ocorrências de asbestos estão atribuídas aos processos hidrotermais em rochas metaultramáficas do Complexo Granjeiro (Ferreira & Santos 2000, Vasconcelos 2000).
1.3 LOCALIZAÇÃO E ACESSO
A área estudada localiza-se na porção sul do estado do Ceará, próximo à divisa com o estado de Pernambuco. O acesso principal à área pode ser feito a partir da cidade de Várzea Alegre, pela rodovia federal BR-230 que liga sete estados brasileiros. Uma outra forma de acesso à área pode ser feita pela Br-122 que liga Várzea Alegre até Iguatu, no Ceará, ou ainda pelas rodovias CE-153 e CE-060 que ligam as cidades Mangabeira até Cedro e Granjeiro até Juazeiro do Norte, respectivamente. O mapa de localização a seguir (Figura 1) destaca o
acesso à área de estudo, onde a concentração dos pontos estudados se encontra ao leste da cidade de Várzea Alegre. As amostras iniciadas com a sigla PVA possuem a identificação do Projeto Várzea Alegre, referido pelo autor como amostras reaproveitadas no escopo desse trabalho. Já os pontos referidos como garimpo desativado têm relevância na coleta das amostras com siglas ZCP (Zona de Cisalhamento Patos), sendo a amostra ZCP-01 coletada nas proximidades da cidade de Granjeiro e as amostras ZCP-02 e ZCP-05 nas proximidades de Mangabeira, distrito da cidade de Lavras da Mangabeira.
Figura 1 - Mapa de localização da área de estudo, com destaque para os pontos estudados, concentrados na porção leste da região de Várzea Alegre, nas proximidades de Granjeiro e Mangabeira. As principais vias de acessos consistem em rodovias federais e estaduais, além de caminhos e estradas não pavimentadas não identificadas no mapa.
1.4 JUSTIFICATIVA E OBJETIVOS
O interesse científico de estudar os minerais de hábito fibroso e de asbesto reside do fato de que os únicos estudos nessa área remetem aos minerais asbestiformes, de tipo antofilítico, que estão associados aos processos hidrotermais desenvolvidos durante o
metamorfismo, não muito bem entendido, desta região. Ainda assim, não se discute a origem desses hábitos em outros minerais, a exemplo das ocorrências de tremolita, talco e fibrolita. Portanto, o objetivo deste trabalho consiste na caracterização petrográfica das ocorrências de minerais fibrosos e asbestiformes, estabelecendo os processos geológicos e o grau metamórfico associado na porção oeste da Zona de Cisalhamento Patos.
1.5 MATERIAIS E MÉTODOS
1.5.1 Levantamento bibliográfico
Na primeira etapa desta metodologia foi realizado o levantamento bibliográfico da geologia regional (Seção 2), caracterizando o contexto geológico da área de trabalho, situada na porção oeste da Zona de Cisalhamento Patos e onde afloram as rochas do Complexo Granjeiro. Para tal caracterização da geologia, associada as ocorrências de asbestos na região, foi utilizada a literatura de Brito Neves et al. (2000), Freimann (2014), Ferreira & Santos (2000), Gomes (2001), Vasconcelos (1998), Vasconcelos (2000), dentre outras. Na segunda etapa foi realizado o levantamento de estudos e do conhecimento clássico e moderno sobre a origem do hábito fibroso e de asbesto nos contextos geológicos ao redor do mundo (Seção 3). Neste sentido, foram reunidas as principais informações sobre as ocorrências e tipo minerais que apresentam estes hábitos na natureza, os relacionando, portanto, com as ocorrências da área de estudo. A condição de formação de minerais fibrosos nas rochas metamórficas estudadas foi amplamente interpretada com bases na literatura especializada em processos metamórficos. Por isso, os dados obtidos foram tratados e interpretados seguindo essencialmente a literatura de Bucher & Grapes (2011) e Winter (2014). Para as leituras complementares utilizou-se a literatura de Miyashiro (1973), Turner (1935, 1968, 1981), Vernon (1975, 2004), Winckler (1979) e Yardley (1989) e as demais referências.
1.5.2 Petrografia
Nesta etapa de trabalho foram realizadas análises macroscópica e microscópica dos minerais que compõem as amostras coletadas (amostras ZCP-01, 02 e 05 e PVA18-33, 35, 41, 56 e 57). A análise macroscópica consistiu no reconhecimento geral das feições texturais das amostras, além de macroestruturas, associações dos litotipos, contatos, cor do litotipo e o hábito cristalino dos minerais, utilizando apenas a vista desarmada ou a lupa. Na análise microscópica foi requisitada a preparação de 15 lâminas delgadas no Laboratório de Laminação do Instituto de Geociências da UFPA, com cortes transversais aos planos de foliações das amostras. Algumas amostras foram laminadas duas ou mais vezes, uma vez que existem fases mineralógicas importantes para o escopo do trabalho e que, contudo, estão
parcialmente preservadas e/ou ocorrem em quantidades acessórias nas rochas. Para a técnica de microscopia foi utilizado o microscópio petrográfico Zeiss convencional, de luz transmitida, disponibilizado pelo Laboratório de Petrografia (LABPETRO) do Instituto de Geociências (IG) da UFPA. Para o tratamento e elaboração das pranchas petrográficas foi utilizado o programa de desenho vetorial e design gráfico CorelDRAW versão de 2018.
1.5.3 Microscópio eletrônico de varredura acoplado com espectroscopia por energia dispersiva - MEV-EDS
Nesta metodologia foram requisitadas a preparação de 6 lâminas polidas para a análise no Laboratório de Microanálises do Instituto de Geociências da UFPA. Como parte de requerimento da análise as lâminas foram metalizadas com Carbono Condutor da marca QUORUM, modelo Q150T-ES. As imagens de elétrons retroespalhados foram obtidas pelo equipamento MEV Zeiss, modelo SIGMA-VP, pertencente ao Instituto Tecnológico Vale (ITV), cedido em contrato de comodato para a UFPA. As condições de operação foram: corrente do feixe de elétrons = 80 µA, voltagem de aceleração constante = 20 kv, distância de trabalho = 8,5 mm. O equipamento utilizado é acoplado a microanálises por EDS (energy dispersive spectroscopy), da marca IXRF, modelo Sedona-SD acoplado, também pertencente ao Instituto Tecnológico Vale (ITV). As condições de operação foram: corrente do feixe de elétrons = 80 µA, voltagem de aceleração constante = 20 kv, distância de trabalho = 8,5 mm, tempo de contagem para análise dos elementos = 30 s.
1.5.4 Difração de Raios X - DRX
As análises de DRX foram realizadas no Laboratório de Difração de Raios X do Programa de Pós-Graduação em Geologia e Geoquímica do Instituto de Geociências da UFPA. Foram selecionadas 4 amostras, preparadas no gral de ágata, com exceção da amostra ZCP-01, que por se tratar de um material maleável, exigiu o tratamento no pulverizador da Retsch, modelo RM 200. Depois de pulverizada, 1 g de cada amostra foi prensada na ferramenta “Back load”, a fim de tornar a amostra um meio isotrópico planificado. Adiante, as análises foram realizadas no Difratômetro modelo Empyrean da PANalytical, com tubos de
raios-X cerâmico de anodo de Co (Kα1= 1,789010 Å), foco fino longo, filtro Kβ de Fe,
detector PIXCEL3D-Medpix3 1x1, no modo scanning, com voltagem de 40 kV, corrente de 35mA, tamanho do passo 0.0262° em 2θ, varredura de 3.0072° a 94.9979° em 2θ, tempo/passo de 30,6 s, fenda divergente: 1/4° e anti-espalhamento: 1/2°, máscara: 10 mm. A identificação dos minerais foi feita através da comparação do difratograma obtido com
padrões (fichas) do banco de dados do ICDD-PDF (International Center for Diffraction Data
2 CONTEXTO GEOLÓGICO REGIONAL 2.1 ASPECTOS GERAIS
A área de estudo está contida na Província Borborema. Esta província está localizada no Nordeste do Brasil, com uma área superior a 380.000 Km², limita-se a sul com o Cráton São Francisco, a oeste com a Bacia do Parnaíba, a leste com a Província de Margem Continental Leste e com a Equatorial ao norte (Hasuí 2012).
A gênese geológica desta província tem origem na colisão de blocos crustais, que foram amalgamados durante a Orogênese Brasiliana (Santos et al. 2001). Van Schumus et al. (1995) explica que a Província Borborema é uma região altamente deformada e metamorfisada com idades entre 500 e 600 Ma e que muitas feições anteriores a esta idade podem ser reconhecidas nas rochas e nas suas assinaturas isotópicas.
Brito Neves et al. (2000) subdivide a província em cinco domínios estruturais: Médio Coreaú, Ceará Central, Rio Grande do Norte, Transversal e Sul ou Meridional. Cada domínio é distinguido por parâmetros litoestratigráficos, estruturais, geocronológicos e geofísicos (Ferreira & Santos 2000). Esses compartimentos crustrais se encontram seccionados por grandes zonas de cisalhamento, as quais não há um consenso se limitam domínios com evolução geológica distinta (Osako et al. 2011).
Santos et al. (2004) descreve que a Província Borborema compreende o embasamento composto de gnaisses e migmatitos, sequências supracrutais deformadas e metamorfisadas e plutons graníticos de idade brasiliana. O embasamento consiste principalmente de ortognaisses paleoproterozoicos, com idades entre 2,2 e 2,0 Ga, com núcleos arqueanos (Neves et al. 2009).
Uma abordagem mais particular da província está voltada para a porção oeste da Zona de Cisalhamento Patos (Figura 2), situada a sul do Domínio Rio Grande do Norte. Nesta porção crustal afloram as rochas do Complexo Granjeiro, unidade onde se descreve as mais importantes ocorrências de minerais de hábito de asbesto da região.
2.2 DOMÍNIO RIO GRANDE DO NORTE
Cada domínio tectono-estratigráfico da Província Borborema compreende vários terrenos, considerados subfaixas geologicamente separáveis por descontinuidades estruturais e que também leva em consideração os parâmetros geofísicos, geocronológicos e litoestratigráficos (Ferreira & Santos 2000). Este domínio é formado pelos terrenos Rio Piranhas, Seridó, Granjeiro e São José do Campestre, sendo limitado a norte pela Bacia do Apodi, a sul pela Zona de Cisalhamento Patos, a oeste pela Zona de Cisalhamento Porto
Alegre e a leste pela Província Costeira (Ferreira & Santos 2000). Neste domínio a deformação transpressional ocorreu sob baixas pressões e altas temperaturas (Neves 2003).
Figura 2 - Compartimentação tectônica da porção setentrional da Província Borborema, com destaque para os domínios estruturais Médio Coreaú (DMC), Ceará Central (DCC) e Rio Grande do Norte (DRGN). O retângulo sobre a Zona de Cisalhamento Patos (ZCP) destaca a região de estudo, no limite sul do domínio Rio Grande do Norte (RGN), onde afloram as rochas do Complexo Granjeiro (CG). (Legendas: MSJC, Maciço São José Campestre; MTPE, Maciço Tróia-Pedra Branca, LT, Lineamento Transbrasiliano; LSP, Lineamento Senador Pompeu. Fonte: Ancelmi (2013).
2.3 ZONA DE CISALHAMENTO PATOS
A Zona de Cisalhamento Patos ou Lineamento Patos constitui uma zona de falhas transcorrentes E-W e NNE-SSW resultado da colisão entre os crátons São Francisco/Congo e Oeste Africano (Arthaud 2007). A região entre o Lineamento Patos e a Zona de Cisalhamento Malta-Farias Brito consiste no principal cinturão de cisalhamento do Domínio Rio Grande do Norte, e onde estão confinados os objetos de estudo.
Estudos recentes de Freimann (2014) tratam a área que se estende desde a Zona de Cisalhamento Patos até a Zona de Cisalhamento Tatajuba caracterizada pelo arranjo de
Duplex transcorrente compressivo de Lavras da Mangabeira, e destaca que neste cinturão de
em grau alto, onde o metamorfismo de alta temperatura chegou até em torno de 700 °C, com registros de migmatização nas rochas do Complexo Granjeiro. Este autor descreve que o arranjo estrutural das rochas na porção oeste do Lineamento Patos apresenta fatias de níveis crustais do embasamento em contato alóctone com rochas de níveis crustais superiores.
2.4 TERRENO GRANJEIRO
É limitado a norte pela Zona de Cisalhamento Malta-Farias Brito e a sul pela Zona de Cisalhamento Patos (Arthaud 2007). É formado principalmente por rochas de idades arqueanas e paleoproterozoica, com pequenas preservações de rochas neoproterozoicas e uma extenção da Faixa Seridó.
Ferreira & Santos (2000) descrevem que esta unidade corresponde a uma suíte intrusiva de tonalitos, trondhjemitos e granodioritos (TTG’s), rochas metamáficas e metaultramáficas, com remanescentes de uma sequência metavulcanossedimentar pelítica e químico-exalativa metamorfisados na fácies anfibolito grau médio a alto. De acordo com estes autores, são comuns ainda lentes de leucognaisses graníticos e trondhjemiticos, com idades obtidas pelo método U-Pb SHRIMP em zircão com até 2,54 Ga (Silva et al. 1997), associados a migmatitos orto e paraderivados.
Gonçalves (2009) complementam que este terreno apresenta fragmentos arqueanos imbricados tectonicamente em rochas paleoproterozoicas, e inclui ortognaisses do Complexo Serra dos Quintos. Segundo este a deformação imposta neste terreno é uma estruturação penetrativa E-W a NE-SW desenvolvida pelo sistema transcorrente da Zona de Cisalhamento Patos.
2.5 COMPLEXO GRANJEIRO
Gomes & Vasconcelos (2000) descrevem que as rochas mais antigas do Terreno Granjeiro são referentes ao Complexo Granjeiro e são caracterizadas por um metamorfismo de fácies anfibolito de grau médio a alto (Ferreira & Santos 2000). Esta unidade constitui uma sequência litológica composta por ortognaisses, paragnaisses, xistos, metabásicas e metaultrabásicas, cálcio-silicáticas, metacherts e formações ferríferas bandadas (Gomes 2000).
Hasui (2012) diz que o Complexo Granjeiro é composto por duas associações litoestratigráficas distintas, sendo a mais antiga representada por uma sequência supracrustal formada por metamáficas anfibolitizadas, tufos máficos, félsicos e rochas metaultramáficas associadas a gnaisse, xisto, rochas cálcio-silicáticas, metacalcário, quartzito, formação
ferrífera bandada, metachert, os quais caracterizam uma associação vulcanosedimentar, com horizontes químico-exalativos, comum em crosta oceânica.
Palheta et al. (2018) complementa que esta unidade é constituída predominantemente por ortognaisses tonalíticos-granodioríticos, bandados, cinza, contendo várias injeções graníticas e frequentes boudins anfibolíticos, e propõe idades de até 2,79 Ga, obtidas pelo método U-Pb SHRIMP em zircão.
2.6 OCORRÊNCIAS DE ASBESTOS NA REGIÃO
A maior parte dos trabalhos desenvolvidos na região descrevem ocorrências de asbestos, classificados na listagem de ocorrências minerais da Folha Jaguaribe - SW (SB.24-Y) associadas com rochas básicas e ultrabásicas do Complexo Granjeiro.
Vasconcelos (2000) descreve 17 ocorrências de asbestos e 32 de talco nessa região, com principais zonas de ocorrências em torno das cidades de Granjeiro, Quitaiús e Mangabeira, no Ceará. De acordo com este autor, os asbestos estão configurados sob a forma de stockworks, associados a rochas básicas e ultrabásicas relacionadas com processos hidrotermais favorecidos pela Zona de Cisalhamento Patos (Gomes 2001).
Na localidade de Granjeiro são comuns tremolititos, peridotitos, serpentinitos, e hornblenditos, hospedeiras das inúmeras ocorrências de amianto, talco e vermiculita da localidade (Vasconcelos 1998) e onde os asbestos eram extraídos por garimpeiros a céu aberto. Atualmente sabe-se que esses jazimentos foram abandonados, devido à qualidade do asbesto, que do tipo antofilítico tem a sua comercialização proibida desde 1995, além também devido à falta de infraestrutura e pelo difícil acesso à região.
Outras ocorrências de asbestos também são descritas nos Complexos Caicó e Serra dos Quintos e, ao sul do Lineamento Patos, nos complexos Sertânia, São Caetano, Riacho Gravatá e em alguns ortognaisses paleo e mesoproterozoico (Ferreira & Santos 2000), porém, apenas o Complexo Granjeiro era considerado uma área mineralizada.
3 REVISÃO CONCEITUAL E PETROGENÉTICA 3.1 OS HÁBITOS FIBROSO E DE ASBESTO
Scliar (1998) e Mendes (2001) consideram que são descritos mais de 350 minerais com o hábito fibroso, encontrados em rochas ígnea e metamórfica, porém apenas as classes das serpentinas e dos anfibólios ocorrem com o hábito de asbesto. Eles descrevem que na classe das serpentinas o principal representante dos minerais asbestiformes é o crisotila, com fibras flexíveis, finas e sedosas. Na classes dos anfibólios a antofilita, caracterizada por fibras fracas e quebradiças; a amosita, uma variedade fibrosa da grunerita-cummingtonita; a crocidolita, uma variedade fibrosa da riebeckita, caracterizada por fibras retas, finas e compridas; a tremolita, caracterizada por fibras fracas e quebradiças, apresentando também um uso limitado na indústria; e a actinolita a qual se apresenta escassa na forma fibrosa, comumente é quebradiça (Filho & Linares 2013).
Considerando que esses termos não podem ser aplicados em mesmas circunstâncias, Zoltai (1981) diz que o hábito de asbesto é restrito aos minerais que parecem asbestos, os quais comumente consistem de agregados fibrosos facilmente separáveis. Este autor ainda destaca que o hábito de asbesto e de suas características intrísicas é gradacional, e apresentam formas alongadas, composta por fibras resistentes, flexíveis, duráveis e quando bem desenvolvidas pode apresentar tamanhos até 50 vezes maiores do que o mesmo mineral cristalizado em outro hábito.
Muitos autores consideram que o hábito de asbesto ocorre como resultado de transformações hidrotermais durante intrusões ígneas. Não obstante, Oliveira (1996) atribui mineralizações de crisotila asbestiforme por ação hidrotermal decorrente da intrusão de um magma ácido, de onde os fluidos promoveram a serpentinização de rochas ultramáficas, com a recristalização e o preenchimento das fissuras e fendas das rochas com o material fibroso. Outros autores atribuem as ocorrências de asbestos em ambientes de alta pressão (Van Orden 2006). Contudo, Zoltai (1981) ao realizar experimentos com asbestos sintetizados em laboratório constatou que o mais confiável método de crescimento de fibras é realizado por métodos de evaporação e condensação submetido a pressão de fluidos, onde o crescimento unidirecional das fibras é causado por uma tensão unidimensional. As ocorrências de asbestos no mundo inteiro apontam que este hábito está intimamente relacionado com condições de estresse e de atividade hidrotermal.
Em suma, apenas três minerais de hábito fibroso que fazem parte do escopo deste trabalho merecem destaque e por isso será apresentada uma revisão conceitual e petrogenética desses minerais, ressaltando as suas relações com o metamorfismo regional.
3.1.1 Antofilita
Durante a trajetória metamórfica de rochas metaultramáficas, parte da fase fluida aquosa presente durante o metamorfismo é armazenada em minerais hidratados, como a antofilita, podendo este mineral ocorrer nas formas asbestiforme ou não-asbestiforme (Roggli & Coin 2004). Ambas as formas são referidas com o nome antofilita, aplicando-se o adjetivo asbesto para distinguir e classificar a variedade fibrosa, como exemplo antofilita asbesto (ATSDR 2001), e elas podem ocorrer juntas em um mesmo ambiente geológico.
A formação de antofilita em rochas metaultramáficas é conduzida por diversas reações nas grades petrogenéticas do metamorfismo de grau médio a alto e o seu campo de estabilidade depende de vários fatores. Ao se tratar deste tipo de rocha, Harker (1974) destaca que os dois principais exemplares de rochas ultramáficas metamorfisadas são os peridotitos e os piroxenitos e a assembleia mineral metamórfica estável vai depender das proporções de piroxênio e olivina presente na composição mineralógica do protólito.
Neste trabalho é adotado o modelo petrogenético de Winter (2014), o qual retrata o campo de estabilidade da antofilita em rochas metaultramáficas (Figura 3). Para ele, em baixas pressões a antofilita é introduzida a partir da reação (1) (Ponto “5” da Figura 3):
9Tlc + 4Fo → 5Ath + 4H2O (1) De acordo com esse autor, o campo de estabilidade da antofilita é reduzido se a abundância de forsterita for maior do que a antofilita na rocha. Isso resulta na reação entre esses minerais para formar enstatita pela reação (2):
2Ath + 2Fo → 9En + 2H2O (2) Contudo, rochas metaultramáficas com teores maiores em sílica, que se assemelham geoquimicamente aos piroxenitos (Harker 1974), o talco tem maior abundância e promove reações com a enstatita para formar antofilita pela reação (3) (Ponto “6” da Figura 3):
Tlc + 2En → Ath (3) Ele ainda completa que em rochas metaultramáficas com maiores proporções de sílica o talco permaneceria estável para mais de 750 °C, onde finalmente seria decomposto pela reação (4) (Ponto “7” da Figura 3):
7Tlc → 3Ath + 4Qtz + 4H2O (4) Harker (1974) conclui que a estabilidade do talco é favorecida quando o estresse de cisalhamento é maior. Segundo ele uma rocha metaultramáfica pode ser caracterizada pela associação de talco e tremolita ou talco e antofilita, na qual os anfibólios podem coexistir separados ou então juntos.
Figura 3 - Grade petrogenética para rochas metaultramáficas, com ênfase no alcance de estabilidade da antofilita (Ath) introduzida pelas reações dos pontos 5, 6 e 7, principalmente pela reação de desidratação do talco (Tlc). Abaixo do ponto 6, a antofilita tem o campo de estabilidade reduzido, em desequilíbrio com forsterita (Fo) e enstatita (En). Entre os pontos 6 e 7, a antofilita tem o campo de estabilidade ampliado, onde talco pode estar presente. Já acima do ponto 7, a antofilita fica estável na presença de quartzo (Qtz) a partir da reação de desidratação do talco. De acordo com esta grade petrogenética, a tremolita (Tr) corresponde ao anfibólio preferencialmente formado em condições de pressões média a alta, introduzida pela reação do ponto 3 e com o campo de estabilidade até o ponto 10. Fonte: Winter (2014).
3.1.2 Tremolita
Um outro anfibólio que pode ocorrer em rochas metaultramáficas, usualmente com o hábito de asbesto, consiste em tremolita. Diferentemente da antofilita, este anfibólio tem a sua origem no final da fácies xisto-verde pela reação de decomposição do diopsídio (Di) e antigorita (Atg) acima do “ponto 3” (Figura 3), correspondendo ao único mineral cálcico existente na fácies anfibolito (Bucher & Grapes 2011). Embora, este mineral não seja um excelente indicador geotermobarômétrico, a sua formação em terrenos de moderada e alta pressões pode persistir até a fácies granulito.
Trabalhos pioneiros de Turner (1935) defendem que a geração de tremolita asbestos reside nas transformações químicas e mecânicas que agem durante a formação da rocha. Para este autor a tremolita em rochas metaultramáficas ocorre nas seguintes condições:
Reconstituição química dos protólitos ultramáficos, que durante os processos metamórficos geram a recristalização dos minerais originais em grossos grãos de tremolita, comumente com trama planar ou linear.
Se o tremolita xisto, descrito acima, é submetido ao estresse das movimentações mecânicas de cisalhamento, entretanto sem recristalização, o resultado será finos grãos de tremolita, caracterizado como fibras.
Se o tremolita xisto for então submetido aos mecanismos de cisalhamento acompanhado por recristalização do material cisalhado, são geradas massas cristalinas completamente fibrosas, com orientação aleatória.
Durante o cisalhamento e a recristalização em estágio avançado há a obliteração total do protólito ultramáfico original e as massas fibrosas de tremolita podem apresentar um aspecto xistoso à rocha, englobando algumas vezes um material grosseiro residual.
3.1.3 Sillimanita - Fibrolita
A sillimanita é um mineral que normalmente ocorre na sua variedade fibrosa, a fibrolita, onde a água composicional desse mineral é retida e absorvida entre as fibras (Deer et
al. 1966). Em terrenos metamórficos, geralmente o aparecimento da sillimanita coincide com
a formação de granitos e migmatitos (Yardley 1989). De acordo com Best (1982) o primeiro aparecimento da sillimanita em metapelitos, ocorre em baixas pressões como produto da reação (5) de desidratação da muscovita:
Ms + Qtz → Kfs + Sil + H2O (5) Por outro lado, na grande maioria dos casos o plagioclásio também participa desta reação, e a reação ideal se assemelha à equação de Winter (2014) que descreve a quebra da muscovita na presença de quartzo e da componente albita para gerar K-feldspato e sillimanita como mostra a reação (6):
Ms + Qtz + Ab ↔ Kfs + Sil + H2O (6) O teor de albita presente permite a formação de um álcali-feldspato sódico-potássico no produto final da reação. Turner (1981) sugere que essas reações de desidratação da muscovita podem gerar sanidina e sillimanita, além de componentes graníticos resultantes da fusão parcial da rocha, que podem coexistir em equilíbrio com a paragênese quartzo-sanidina-muscovita-sillimanita.
Trabalhos mais recentes de Bucher & Grapes (2011) demonstram que a decomposição da muscovita na presença de quartzo em baixas pressões, exibe uma temperatura mínima para produzir sillimanita, K-feldspato e água sem fusão parcial. Já em pressões mais elevadas a
muscovita se decompõe em sillimanita e K-feldspato em equilíbrio com um líquido magmático anatético.
De acordo com Miyashiro (1973), o aumento do grau metamórfico causa progressivas reações de desidratação mineral, no qual a água é gradualmente liberada para fora das rochas, e o processo de quebra da biotita passa a ter um papel fundamental nas reações de desidratação.
Para Bucher & Grapes (2011) a desidratação da biotita para formar aluminossilicatos tem o campo da reação de quebra representado entre as curvas Bt1 e Bt2 (Figura 4), representada pela reação (7). A partir da curva Bt2 a biotita quebra para formar ortopiroxênio. Ms + 3Qtz + Kfs + Bt → Als + 2Kfs + 2H2O (7)
Figura 4 - Condições de Pressão e Temperatura para a formação de granitos e migmatitos em terrenos de baixa e média pressão. Nesta grade petrogenética de metapelitos, a curva da reação de quebra da muscovita (Ms) apresenta sobreposição com o campo de anatexia. Em graus metamórfico maiores, a curva da reação de quebra da biotita (Bt) passa a ter um papel importante na anatexia de rochas metapelíticas, contribuindo com a blastese de aluminossilicatos (Curva Bt1) e de ortopiroxênio (Curva Bt2). Fonte: Brucher & Grapes (2011).
4 RESULTADOS
4.1 ANÁLISES PETROGRÁFICAS
Ao considerar os minerais de hábitos fibroso ou de asbesto a caracterização petrográfica é a metodologia mais adequada para observar os referidos hábitos. Esta metodologia serve como parâmetro para a exclusão ou a inclusão de minerais que apresentam estes hábitos na natureza, diferindo de variedades cristalinas não fibrosas ou não asbestiforme. É corroborada com os resultados da Difração de Raios X (Item 4.3), uma vez que estes apresentam respostas referentes ao arranjo estrutural e ao grau de cristalinidade das fases mineralógicas presentes na amostra.
Foram selecionadas cinco amostras de rochas metaultramáficas, das quais três contêm asbestos, duas amostras de rochas metapelíticas, uma granadífera e a outra não, além de uma amostra de rocha cálcio-silicática. As rochas metaultramáficas descritas (amostras PVA18-33, 41 e ZCP-01, 02 e 05) apresentam em associação mineral proporções variáveis de tremolita, antofilita e talco com os hábitos de interesse.
Em relação aos metapelitos (amostras PVA18-35 e 57) foi observado em associação mineral a sillimanita, de hábito fibroso, e a muscovita de hábito fibroacircular, associados com outros minerais aluminossilicatos estabilizados no contexto metamórfico regional.
A amostra de rocha cálcio-silicática (amostra PVA18-56) se distingue das demais amostras haja vista que em sua paragênese não se constatou minerais de hábito fibroso ou de asbesto.
Em suma os resultados petrográficos foram posteriormente comparados com os resultados obtidos por MEV-EDS e DRX (Itens 4.2 e 4.3).
4.1.1 Amostras de rochas metaultramáficas
4.1.1.1 Tremolita xisto
Os limites dimensionais deste litotipo aflorante não são precisamente estabelecidos, sobretudo pelo estado de intenso intemperismo que se encontram as rochas metaultramáficas da região. A amostra foi retirada de uma lente de ocorrência próxima ao distrito de Mangabeira, orientada em NE-SW e mergulho subvertical, associada em contato concordante a poucos metros do metapelito granadífero e de rochas anfibolíticas. Este litotipo (amostra PVA18-33) apresenta a cor verde escura, granulação média (1-5 mm), com xistosidade bem desenvolvida, ligeiramente sigmoidal (Figura 5A), composta pela orientação dominantemente de tremolita (± 80%), e subordinadamente por talco (± 11%), clorita (± 9%), apatita e minerais opacos (± 1%). Apresenta a textura fibroblástica predominantemente (Figura 5B),
formada pelas fibras de tremolita orientadas segundo uma direção preferencial, e mais localmente a textura lepidoblástica reside.
Figura 5 - A) Amostra de mão PVA18-33 caracterizada por uma xistosidade bem marcada, de granulação média e com aspectos sigmoidais. B) Aspecto geral da textura fibroblástica, marcada pela orientação das fibras de tremolita. C) Cristaloblastos prismáticos de tremolita (Tr) com terminações fibrosas, onde talco e clorita estão intersticiais. D) Fibras de tremolita substituídas por talco (Tlc), com a geração de talco fibroacircular (Seta amarela) ou formando franjas em tremolita. E) Clorita (Chl) preenchendo microfraturas da rocha.
A tremolita corresponde ao mineral mais abundante, ocupando cerca de 80% na rocha. Exibe cristaloblastos 3 mm a 5 mm, subdioblásticos a xenoblásticos, de hábito prismático com as terminações fibrosas (Figura 5C), de cor incolor a verde pálido, levemente pleocróico.
Esses minerais constituem uma geometria ligeiramente sigmoidal e são envolvidos por clorita, talco, predominantemente.
O talco e a clorita fazem parte dos constituentes minerais acessórios e secundários na rocha, dispostos em concordância a xistosidade da rocha, ocupando cerca de 20% na amostra PVA18-33, porém em quantidades variáveis em outras amostras desse mesmo litotipo.
O talco exibe cristaloblastos incolores, em torno de 1 mm, subdioblásticos, com o predomínio do hábito fibroacircular, a lamelar, subordinadamente (Figura 5D). O hábito fibroso no talco geralmente está associado a substituição pseudomórfica nas fibras de tremolita, enquanto que os cristaloblastos lamelares tendem a ocorrer raramente de maneira intersticial ou formando franjas no anfibólio.
A clorita exibe cristaloblastos verdes, levemente pleocróicos, em torno de 1 mm, subdioblásticos, de hábito lamelar. Em grande parte, consiste em mineral de alteração secundária, que por vezes preenchem as microfraturas e espaços abertos na rocha (Figura 5E). Na amostra PVA18-41 o estágio de talcificação avançado no litotipo por meio da substituição pseudomórfica do anfibólio implica na textura mais sedosa para a rocha e testemunha a possível formação de tremolita asbestos (Figura 6A). Nesta amostra, o talco asbestiforme é composto por diminutos cristaloblastos de talco com o hábito fibroso a fibroradial (Figura 6B) que constituem cerca de ± 75% da rocha, associado a proporções subordinadas de clorita (± 15%), minerais da série da tremolita (± 10%) e minerais opacos (± 1%).
Figura 6 - A) Aspecto asbestiforme em litotipo talcificado, cuja associação composta por talco, clorita e minerais da série da tremolita testemunham o processo de talcificação sobre o litotipo tremolita xisto em estágio de asbestificação avançada. B) Aspecto microscópico do litotipo talcificado, composto por diminutos cristaloblastos de talco fibroso, com orientação fibroblástica ou fibroradial (círculo amarelo), associado a clorita e actinolita.
4.1.1.2 Antofilita xisto
Os limites dimensionais deste litotipo aflorante não são precisamente estabelecidos, contudo sabe-se que assim como o litotipo tremolita xisto este litotipo também ocorre como lentes, orientadas em NE-SW e mergulho subvertical, associadas com rochas milonitizadas. Este litotipo (amostra ZCP-05) apresenta a cor verde clara, com porções ocres interpretadas como o produto do intemperismo. Possui granulação grossa (até 10 mm), com xistosidade bem desenvolvida (Figura 7A), sendo composto dominantemente pela antofilita (± 65%), tremolita (± 34%) e talco (± 1%). Apresenta a textura nematoblástica (Figura 7B), com a orientação dos anfibólios segundo uma direção preferencial, onde podem ocorrer cristaloblastos transversais de tremolita (Figura 7C).
A antofilita corresponde ao mineral mais abundante e exibe cristaloblastos de tamanhos entre 4 mm e 10 mm, subidioblásticos a idioblásticos, de hábito prismático, predominantemente. Os cristaloblastos são incolores, exibem divisibilidade basal e a extinção reta. Frequentemente apresentam as bordas em contatos com talco ou tremolita.
Figura 7 - A) Amostra de mão ZCP-05 caracterizada por uma xistosidade incipiente, de granulação grossa, e com porções intemperizadas de cor ocre ou alaranjado. B) Aspecto geral da textura nematoblástica, com destaque para a orientação preferencial de antofilita. C) Cristaloblasto de antofilita (Ath) com a extinção reta sendo transposta por tremolita (Tr). D) Cristaloblasto lamelar de talco (Tlc) em fase mineralógica acessória.
A tremolita, segundo mineral mais abundante na rocha, exibe cristaloblastos subdioblásticos, de hábito prismático, com a cor incolor a verde pálido, levemente pleocróica, que medem em torno de 4 mm e 6 mm. As vezes os grãos apresentam-se transpostos a antofilita e ao talco, indicando que este mineral pode ter uma origem secundária.
A mineralogia acessória é composta de talco, com cristaloblastos subdioblásticos, de hábito lamelar (Figura 7D), por vezes bordejando a antofilita. A clorita ocorre como produto de alteração dos anfibólios ou preenchendo microfraturas.
4.1.1.3 Antofilita asbesto
O antofilita asbesto (amostra ZCP-01) corresponde a um agregado de antofilita com o hábito de asbesto, composto por fibras que medem até 35 cm. Os seus limites dimensionais consistem em lentes, bolsões ou vênulas preenchidas com o material de cor branca, e ocre, quando intemperizado. Nas proximidades da cidade de Granjeiro ocorre em um garimpo desativado (Figura 8A) onde os asbestos (Figura 8B, D e E) estão associados a serpentinitos intensamente alterados pelo intemperismo (Figura 8C) e a disposição do material não está bem evidente na escavação, embora apresente os aspectos de preenchimento em veios e em vênulas da encaixante de composição metaultramáfica (Figura 8B e E), onde o crescimento do asbesto é perpendicular às paredes de fraturamentos.
Por outro lado, na localidade de Mangabeira a caracterização de asbestos (amostra ZCP-02) em um outro garimpo desativado (Figura 9A) registra o padrão de recristalização do material em camadas concordantes com o padrão de orientação regional em NE-SW (Figura 9B), associado com gnaisses miloníticos (Figura 9C), e a sua ocorrência nessa escavação está a poucos metros do antofilita xisto (amostra ZCP-05). Este litotipo (amostra ZCP-02) exibe a textura fibroblástica ou asbestiforme (Figura 9B).
Ao microscópio o antofilita asbesto (amostra ZCP-01) é composto por mais de 98% de antofilita. Exibe fibras incolores a marrom pálido, xenoblásticas, de hábito de asbesto, cujos agregados de antofilita finamente fibrosos, fortemente interligados e orientados paralelamente entre si, formam a massa fibrosa com a textura asbestiforme (Figura 10A). De modo geral, além do hábito, outra propriedade petrográfica diagnóstica da antofilita é a extinção reta. Nesta amostra, talco e clorita ocorrem com cristaloblastos subdioblásticos, de hábito lamelar, envolvidos entre as fibras de asbesto (Figura 10B).
Na amostra ZCP-02 o talco é o mineral predominante no material asbestiforme, constituindo ± 98% do litotipo, em estágio de talcificação avançado (Figura 10C). Neste caso, o talco apresenta cristaloblastos fibroacirculares, considerados pseudomórficos do antofilita
asbesto, e mais localmente cristaloblastos lamelares. Imersos nessa matriz talcificada são exibidos cristaloblastos prismáticos de antofilita (Figura 10D), além de placas de vermiculita e minerais opacos associados.
Figura 8 - Ocorrência de asbestos em garimpo desativado nas proximidades da cidade de Granjeiro. A) Escavação do garimpo recoberto pela vegetação, sob condições de intenso intemperismo, com a obliteração quase total do afloramento. B) Asbesto antofilítico sob boas condições de preservação e com o aspecto de recristalização em veios. C) As ocorrências de serpentinito associado aos asbestos fornecem informações da rocha encaixante de composição metaultramáfica ainda preservada. D) Lente de antofilita asbesto destacada de rochas metaultramáficas intensamente alteradas, com fibras que medem até 35 cm. E) Antofilita asbesto com o padrão de recristalização em vênulas, com o crescimento perpendicular à parede de fraturamento.
